资源描述
第2课时 元素的性质与原子结构
考点
对应题号
基本目标
发展目标
1.碱金属原子结构与性质递变规律
1,4,5,6,9
13
2.卤族元素原子结构与性质递变规律
2,3,8
11,12
3.综合应用
7,10
14,15,16
[基本目标]
1．碱金属元素及其单质从Li→Cs的性质递变规律正确的是( )
A．密度逐渐增大 B．熔沸点逐渐升高
C．金属性逐渐增强 D．还原性逐渐减弱
C 解析 本题考查碱金属元素及其单质从Li→Cs性质递变规律，实质是利用元素周期律解决问题。碱金属元素从上到下其单质密度逐渐增大，但Na反常，大于K；熔、沸点逐渐降低，但Na反常，熔、沸点均低于K；金属性逐渐增强，还原性逐渐增强。
2．下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是( )
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．①③⑤
答案 C
3．卤素单质的性质与F2>Cl2>Br2>I2的变化规律不相符的是( )
A．与氢气反应的剧烈程度 B．气态氢化物的稳定性
C．单质还原性的强弱 D．与水反应的剧烈程度
C 解析 非金属性F>Cl>Br>I，则与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，与上述规律一致，A项相符；非金属性F>Cl>Br>I，则对应的氢化物稳定性为由强到弱，与上述规律一致，B项相符；非金属性F>Cl>Br>I，单质的还原性逐渐增强，与上述规律不一致，C项不相符；非金属性F>Cl>Br>I，单质的活泼性F2>Cl2>Br2>I2，与水反应的剧烈程度逐渐减弱，与上述规律一致，D项相符。
4．下列有关单质钾的说法正确的是( )
①在氯气中燃烧时能产生紫色火焰
②与CuCl2溶液反应时能置换出Cu
③与水反应时钾最后有可能发生燃烧
④与NH4Cl溶液反应时生成的气体中有NH3
A．①②④ B．①③④
C．③④ D．②③
B 解析 钾元素的焰色反应呈紫色，①正确；钾与盐溶液反应时首先与水剧烈反应生成碱与氢气，生成的碱再与盐发生复分解反应，②错误，④正确；与水反应时钾的反应现象比钠更剧烈，在相同时间内放出的热量更多，温度升高得更多，故钾有可能燃烧，③正确。
5．下列有关碱金属单质的化学性质的说法中正确的是( )
A．K与H2O反应最剧烈
B．Rb比Na活泼，故Rb可以从Na盐溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
D 解析 从Li到Cs，与水反应越来越剧烈，A项错误；碱金属都可与H2O发生反应，故不能在水中相互置换，B项错误；碱金属的阳离子有弱氧化性，而非强氧化性，C项错误；从Li到Cs，最外层只有1个电子，都易失去，且失电子能力逐渐增强，D项正确。
6．如图表示碱金属元素的某些性质与核电荷数的关系，则下列各性质不符合图示关系的是( )
A．还原性 B．与H2O反应的剧烈程度
C．熔点 D．原子半径
C 解析 根据题图可知，随着碱金属元素的核电荷数增多，其性质也逐渐增强，还原性、与水反应的剧烈程度、原子半径都符合图示关系，但熔点是逐渐降低的，不符合图示关系。
7．下列有关碱金属、卤素结构和性质描述正确的是( )
①随着核电荷数的增加，碱金属单质、卤素单质的熔沸点依次升高，密度依次增大
②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R2O
④砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，At与H2化合最容易
⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
⑥碱金属都应保存在煤油中
⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层数增多，原子半径增大起主要作用
⑧碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳
A．全部正确 B．⑦⑧
C．①③⑤⑥⑦ D．①③⑦⑧
B 解析 ①随着核电荷数的增加，碱金属单质熔、沸点逐渐降低，密度呈增大趋势，而卤素单质熔、沸点依次升高，密度依次增大，错误；②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数除F是2外，其余都是8或18，错误；③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时Li生成氧化物Li2O，而Na则生成的是Na2O2，不完全相同，错误；④砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，At与H2化合最不容易，错误；⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递减的规律，错误；⑥碱金属中的Li的密度比煤油小，要保存在液体石蜡中，其余的密度比煤油大，应保存在煤油中，错误；⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层数增多，原子半径增大起主要作用，使原子获得电子的能力逐渐减弱，正确；⑧根据碱金属元素的化学性质的变化规律可知，碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳，正确。
8．不能用来证明非金属性Cl＞I的事实是( )
A．ICl中I是＋1价，Cl是－1价
B．稳定性：HCl＞HI
C．酸性：HCl＜HI
D．Fe3＋可以氧化I－，但不能氧化Cl－
C 解析 不能利用氢化物的水溶液酸性来比较非金属性的强弱，故选C。
9．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，质量数是85。根据材料回答下列问题：
(1)37Rb位于周期表的第______周期第______族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是________(填序号)。
①与水反应比钠剧烈
②它的原子半径比钠小
③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2
④它的阳离子最外层电子数和镁相同
⑤它是还原剂
(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是______(填字母)。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中氢离子被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子
(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是________(填字母)。
A．Li B．Na
C．K D．Cs
解析 (1)铷(37Rb)位于元素周期表的第五周期第ⅠA族。(2)铷属于碱金属，由性质的相似性可知，铷的性质与钾、钠相似；又由递变性可知，铷的金属性应比钠和钾更强，所以①③⑤正确。(3)氢化铷中氢元素的化合价是－1，生成物氢气中氢元素的化合价是0，这说明氢化铷是还原剂，水是氧化剂，反应后生成强碱氢氧化铷，其水溶液显碱性，故A、B、C项错误，D项正确。(4)生成的氢气是1 mol，反应转移了2 mol电子，则该合金的平均摩尔质量是 ＝25 g·mol－1。由于铷的相对原子质量是85，因此另一种碱金属的相对原子质量一定小于25，Li和Na符合题意。
答案 (1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)D (4)AB
10．X、Y、Z、T、V为5种短周期元素，X、Y、Z在周期表中位置如图所示，这三种元素原子序数之和是41，X和T在不同条件下反应，可以生成化合物T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物，V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰，产物溶于水能使石蕊试液变红，则：
(1)5种元素的元素符号分别是：X________，Y________，Z________，T________，V________。
(2)Y的原子结构示意图是________。
(3)T、X形成化合物T2X与T2X2的化学方程式：________________________________。
答案 (1)O S Cl Na H (2)
(3)4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2
[发展目标]
11．向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后得到的物质是( )
A．NaBr和KI B．NaBr和KCl
C．NaCl和KCl D．NaCl、KCl和I2
C 解析 NaBr、KI与足量的Cl2反应，得到NaCl、KCl，蒸干灼烧时生成的Br2易挥发、I2易升华，最后只有NaCl、KCl。
12．某化学小组用如图所示装置验证Cl2 、Br2、I2单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是( )
A．E处棉花球变成橙色，说明Cl的非金属性比Br的强
B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强
C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
D．G装置中NaOH与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
B 解析 由Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2中氧化剂(Cl2)的氧化性强于氧化产物(Br2)的氧化性，可知Cl的非金属性比Br的强，A、C项正确；由NaOH与Cl2反应的化学方程式2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O知D项正确；F处棉花球变成蓝色也可能是未反应完的Cl2与I－反应，B项错误。
13．甲元素的原子序数是19，乙元素原子核外有2个电子层，最外电子层上有6个电子； 丙元素是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素。由此推断：
(1)甲元素在周期表中位于第________周期；乙元素在周期表中位于第________族；丙元素的名称为________。
(2)甲的单质与水反应的离子方程式为________________________。乙单质与丙单质反应的化学方程式为__________________。
解析 甲的原子序数是19，甲是钾元素，乙为氧元素，丙是锂元素。
答案 (1)四 ⅥA 锂
(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑
4Li＋O22Li2O
14．某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见表中的“实验方案”与“实验现象”，前后不一定是对应关系)。
实验方案
实验现象
①将氯水滴加到溴化钠溶液中，振荡后加入适量CCl4，振荡，静置
A．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失
②将一小块金属钠放入冷水中
B．分层，上层无色，下层紫红色
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后加入适量CCl4，振荡，静置
C．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中
D．分层，上层无色，下层橙红色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：_________________________________________________________。
(2)实验用品：
①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol/L NaBr溶液、0.1 mol/L NaI溶液、CCl4等。
②仪器：________、________、烧杯、镊子、小刀、玻璃片等。
(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)：
实验方案
实验现象
化学方程式
①
②
③
④
(4)实验结论：______________________________________________________。
答案 (1)探究同主族元素性质的相似性和递变性
(2)②试管 胶头滴管
(3)
实验方案
实验现象
化学方程式
①
D
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
②
A
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
③
B
Br2＋2NaI===2NaBr＋I2
④
C
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
(4)同主族元素性质相似，自上而下元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱
15．如表为元素周期表中的一部分，请回答下列问题：
族序数
周期数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二
①
②
③
三
④
⑤
四
⑥
⑦
(1)②④⑤的元素符号是________、________、________。
(2)表中最活泼的金属元素是________(填写元素符号，下同)，非金属性最强的元素是________。
(3)④与水发生反应的化学方程式是_________________________________________。
(4)请设计一个实验方案，比较⑤⑦单质氧化性的强弱：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)依据①～⑦在元素周期表中的位置推知①～⑦分别为Li、O、F、Na、Cl、K、Br。
(2)表中最活泼的金属元素为K，最活泼的非金属元素为F。
(3)④为Na，它与水反应生成NaOH和H2。
(4)利用反应：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl可证明氧化性Cl2>Br2。
答案 (1)O Na Cl (2)K F (3)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (4)向溴化钠溶液中滴加氯水，若溶液呈橙红色，则证明Cl2的氧化性比Br2强
16．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
①打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸；
②当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹；
③当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a；
④……
(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_____________________________________。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是__________________________________________。
(3)为验证溴的氧化性强于碘，过程④的操作和现象是____________________________。
(4)步骤③实验的目的是______________________________________________。
(5)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下__________________________________，得电子能力逐渐减弱。
解析 装置A圆底烧瓶内的KMnO4固体与滴加的浓盐酸发生反应产生的Cl2与试纸上的KI发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇碘变蓝，此现象证明Cl2的氧化性强于I2。B、C中的溶液变为黄色时，说明NaBr溶液中发生了反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，同时也证明了Cl2的氧化性强于Br2。步骤③说明B中生成了更多的Br2，同时也说明C中NaBr未完全被Cl2氧化，排除了D中Cl2对Br2氧化KI实验的干扰。这样进入D中的氧化剂只有溴单质，溴与碘离子反应得到碘单质，振荡试管D，溶于水中的I2被CCl4萃取，四氯化碳层变为紫红色。
答案 (1)淀粉－KI试纸变蓝 (2)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(3)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色 (4)确认C中的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(5)核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大
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